铜线键合界面特性与规律研究

发布时间：2018-01-30 05:55

  本文关键词： 铜线键合 界面特性 强度演变 铜线悬臂键合　出处：《中南大学》2012年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：本论文以铜线键合为研究对象,观察了键合界面微观界面特性,确定了键合界面化合物成分,分析了键合界面化合物形成机理,探索了铜线键合过程中键合温度、键合超声能量、芯片铝膜厚度对键合强度的影响,针对铜线键合在芯片悬臂键合过程中存在着大冲击、大回弹的动态特性和铜线键合点低强度的问题,提出了使用2.8μm厚度铝膜芯片代替1.0μm厚度铝膜芯片的方法。 研究工作主要包括以下几个部分： 1.通过Cu线键合界面的HRTEM测试结果分析,铜线键合温度升高到340℃才出现Cu-Al金属间化合物,同时X射线衍射分析结果显示Cu-Al界面生成了CuA12、Cu9A14。Cu-Al金属间化合物CuAl2、Cu9A14生成后,键合强度明显增强。 2.试验研究了键合温度、超声能量、铝膜厚与键合强度的演变规律：随着键合温度升高到340℃,键合界面的韧窝区更明显,键合更充分,键合强度更高；超声电信号能量为5mJ左右时铜线键合强度最佳,而过低或者过高的超声电信号能量都会导致铜线键合强度降低；键合芯片覆盖2.8μm厚铝膜能有效的降低芯片的硬度值,保证铜线键合更充分,提升铜线键合质量。 3.针对铜线悬臂键合工艺存在着大冲击、大回弹的动态特性和铜线键合点低强度的问题,提出了增厚铝膜的方法。比较了2.81μm铝膜厚度芯片与1.0μm铝膜厚度芯片的动态特性和键合强度,实验证明提高铝膜厚度改善了铜线悬臂键合的挠度冲击,从而增强了铜线悬臂键合强度。
[Abstract]:In this paper, copper wire bonding is taken as the research object, the microstructure of bonding interface is observed, the composition of bonding interface compound is determined, and the formation mechanism of bonding interface compound is analyzed. The effects of bonding temperature, bonding ultrasonic energy and thickness of aluminum film on bonding strength during copper wire bonding were investigated, and the impact of copper wire bonding on the chip cantilever bonding process was studied. The dynamic characteristics of large springback and the problem of low strength of copper wire bonding point are discussed. A method of replacing 1.0 渭 m thick aluminum film chip with 2.8 渭 m thick aluminum film chip is proposed. The research mainly includes the following parts: 1. Through the HRTEM analysis of Cu wire bonding interface, it is found that the copper wire bonding temperature rises to 340 鈩，

本文编号：1475472